Python 类型检测：isinstance() 与 type()

news2025/10/25 18:14:49

文章目录

  • 参考
  • 描述
  • 面向对象编程
      • 概念
      • 类与实例
      • 继承
        • super() 与代理对象
        • 方法的自动继承
        • 属性的继承
  • isinstance 与 type 内置函数
      • isinstance()
        • 可迭代对象仅能为元组
        • 可能产生的 TypeError
        • 嵌套的元组
      • type
      • isinstance() 与 type() 的区别

参考

项目描述
Python 官方文档https://docs.python.org/zh-cn/3/
搜索引擎Google 、Bing
菜鸟教程Python isinstance() 函数

注：

本篇博客中的图片均来源于网络。

描述

项目描述
PyCharm2023.1 (Professional Edition)
Python3.10.6

面向对象编程

概念

面向对象编程的含义是？如果从 字面含义 对其进行理解，那么你可能会认为

实际上，面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP）是一种 编程范式，面向对象编程以对象作为程序的基本单元，将 数据 和 操作 封装在对象中，并通过对象之间的交互来实现程序的功能。

下面是面向对象编程的几个 核心概念：

  1. 类（Class）
    类是对象的 蓝图或模板，定义了对象的 结构 和 行为。类就像是一种物品或者一个类别。例如，我们可以将 汽车 定义为一个类，它们具有 共同的属性（如颜色、品牌、型号）和 方法（如启动、加速、刹车）。

  2. 对象（Object）
    对象是类的实例，是类的 具体实现，对象具有类定义的属性和方法，并可以进行操作和交互。举个例子，一辆特定的汽车（比如一辆红色的 宝马X5）就是汽车类的一个对象，这个对象具有 特定的属性值（如红色、宝马、X5）和 可以执行的方法（如启动、加速、刹车）。

  1. 封装（Encapsulation）
    封装 是将数据和对数据的操作封装在类中，使其成为 对象的内部细节，对外部隐藏。通过封装，对象的实现细节被保护起来，只提供公共的接口 供其他对象使用。类似于一辆汽车，我们只需知道如何使用 车辆的控制器（方法） 来操作汽车，而不需要了解引擎、传动系统等内部细节。

  2. 继承（Inheritance）
    继承 是一种机制，允许创建一个 新类（子类） 从 现有的类（父类） 继承属性和方法，子类可以 重用 父类的代码，并可以 扩展 或 修改 父类的行为。例如，从汽车类派生出轿车类和卡车类，轿车和卡车将继承汽车类的通用属性和方法。

  3. 多态（Polymorphism）
    多态 是指对象可以 根据上下文的不同表现 出多种形态，多态允许使用 统一的接口 来处理不同类型的对象，提高了代码的 灵活性 和 可重用性。以动物为例，不同种类的动物（如狗、猫、鸟）可以共享一个 发出声音 的方法，但每种动物的具体实现方式不同，产生了不同的声音。

  1. 抽象（Abstraction）
    抽象 是指从 具体的事物 中 抽取出共同的特征和行为，形成类的抽象描述。抽象的目的是 忽略不必要的细节，关注对象的关键属性和行为，以便于更好地理解和处理问题。抽象可以让我们将问题领域的复杂性 抽象化为简单的模型，从而更好地组织和管理代码。

这些概念共同构成了面向对象编程的基础，使得程序设计更加 模块化、可维护 和 可扩展。面向对象编程提供了一种 思考 和 组织代码 的方法，使得代码更具 可读性 和 可理解性，并支持面向对象分析、设计和开发的整个软件开发生命周期。

类与实例

在 Python 中，我们可以使用 class 关键字来定义一个类，class 关键字后面紧跟类的名称和一个冒号。类的定义包含在一个代码块中，其中可以定义属性、方法和其他相关内容。
一旦我们定义了一个类，我们就可以通过 实例化操作 来创建该类的对象。在 Python 中，通过类名后面跟随括号的方式调用类的 构造函数，可以将一个类实例化为一个对象。

举个栗子

class MyClass:
	# 定义 MyClass 类的构造函数，该函数
	# 将在该类被实例化为对象时自动执行。
    def __init__(self):
    	# 定义一个属性
        self.name = 'RedHeart'
    
    # 定义一个方法
    def get_name(self):
        return self.name
    

# 将 MyClass() 类实例化为一个对象
myClass = MyClass()

# 将 myClass 对象的字符串表示输出至控制台中
print(myClass)

# 将 myClass 对象的 name 属性的值输出至控制台中
print(myClass.name)

# 通过调用 myClass 对象的 get_name() 方法
# 获取该对象的 name 属性的值
print(myClass.get_name())

执行效果

<__main__.MyClass object at 0x000001D721E46D10>
RedHeart
RedHeart

继承

在 Python 中，我们可以通过 继承（Inheritance） 来创建一个类从另一个类派生的子类。子类继承了父类的属性和方法，并且可以添加自己特定的属性和方法。

类继承的基本语法是，在定义一个类时，在类名后面使用括号指定要继承的父类。

super() 与代理对象

在 Python 中 super() 是一个 内置的类对象，在类的内部实例化该类将得到一个特殊的 代理对象，该对象 绑定了父类的方法。super() 提供了一种方便的方式来 访问 父类的方法，允许你调用父类的方法，而不需要 显式地 引用父类的名称。对此，请参考如下示例：

class Parent:
    def __init__(self):
        self.name = 'Parent'

    def get_self_name(self):
        return self.name


class Children(Parent):
    def get_parent_name(self):
        # 通过调用 super() 返回的代理对象的
        # get_self_name() 方法获取父类对象的 name 属性值
        return super().get_self_name()


children = Children()
print(children.get_parent_name())

执行效果

Parent

方法的自动继承

一旦类与类之间确立了 继承关系，子类将 自动继承 父类中的 所有方法，包括实例方法、类方法和静态方法。这样，子类便可以 重用 父类的功能，并可以在子类中 添加新方法 来 扩展 子类的行为。

class Parent:
    def __init__(self):
        self.name = 'Parent'

    def get_self_name(self):
        return self.name


class Children(Parent):
    def get_parent_name(self):
        # 通过调用从父类继承得到的 get_self_name
        # 方法获取父类的 name 属性值
        return self.get_self_name()


children = Children()
print(children.get_parent_name())

执行效果

Parent

注：

子类可以通过 重写 父类的方法来 改变方法的行为。当子类定义了与父类 同名 的方法时，子类的方法会 覆盖 父类的方法。这样，子类可以根据自己的需求来重新定义方法的功能。对此，请参考如下示例：

class Parent:
    def __init__(self):
        self.name = 'Parent'

    def get_self_name(self):
        return self.name


class Children(Parent):
    # 定义与父类同名的方法，子类的方法将覆盖父类的
    # 同名方法。
    def get_self_name(self):
        return 'Hello World'


children = Children()
print(children.get_self_name())

执行效果

Hello World

属性的继承

即使确定了类与类之间的继承关系，子类也 不会自动继承 父类的属性（除 静态属性 外），并且使用 super() 返回的代理对象也仅能够访问父类中的 方法。那么，子类该如何继承父类中的属性呢？
可以通过调用含有 实例属性定义 的方法来继承父类中的属性。对此，请参考如下示例：

class Parent:
    def set_parent_attrs(self):
        # 在 Children 的父类中的 set_parent_attrs
        # 函数中定义属性 name 
        self.name = 'Parent'


class Children(Parent):
    pass


children = Children()

# 尝试访问定义于父类中的实例属性 name。
try:
    print(children.name)
except AttributeError:
    # 由于自 set_parent_attrs() 函数还未被调用
    # name 实例属性还未被定义。
    print("'Children' object has no attribute 'name'")

# 调用由父类中继承的 set_parent_attrs() 以
# 继承父类的属性 name。
children.set_parent_attrs()
print(children.name)

执行效果

'Children' object has no attribute 'name'
Parent

在 Python 中，常用于定义实例属性的方法为类对象的构造函数 __init__()。由于子类中也常需要使用到 __init__() 来定义该类的实例属性，而这将导致从父类继承的来的 __init__() 方法被覆盖。因此，常在子类的 __init__() 方法中通过 super() 返回的代理对象调用父类的 __init__() 方法来继承定义于父类 __init__() 方法中的实例属性。对此，请参考如下示例：

class Parent:
    def __init__(self):
        self.name = 'Parent'


class Children(Parent):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.local_name = 'Children'


children = Children()

print(children.name)
print(children.local_name)

执行效果

Parent
Children

注：

如果子类不需要 特别定制 或 扩展 父类的 初始化过程，可以不定义属于子类的 __init__() 构造函数，让子类自动继承父类的 __init__() 方法。对此，请参考如下示例：

class Parent:
    def __init__(self):
        self.name = 'Parent'


class Children(Parent):
    pass


children = Children()

print(children.name)

执行效果

Parent

isinstance 与 type 内置函数

isinstance()

isinstance() 函数是 Python 中的 内置函数，该函数用于检查一个对象是否是 指定类 或 其子类 的 实例。如果对象是给定类型的实例，则返回 True；如果不是，则始终返回 False。

isinstance(object, classinfo)

其中：

  1. object
    需要进行类型检查的对象，isinstance() 函数将判断 object 是否是指定类型或指定类型的子类的实例。

  2. classinfo
    classinfo 的值允许为一个类型对象、多个类型对象组成的 元组 或 Union 类型。

# 判断数值 1 是否是 int 类型或该类型的子类类型的实例
result = isinstance(1, int)
print(result)

# 判断数值 1 是否是 str 类型或该类型的子类类型的实例
result = isinstance(1, str)
print(result)

# 判断数值 1 是否是 str 或 int 类型或其子类类型的实例
result = isinstance(1, (str, int))
print(result)

# 判断数值 1 是否是 str、int、bool 类型或其子类类型的实例
result = isinstance(1, str | int | bool)
print(result)

# 判断数值 1 是否是 str、int、bool、list、tuple
# 类型或其子类型的实例
result = isinstance(1, (str | int, bool | list, tuple | tuple, tuple))
print(result)

执行效果

True
False
True
True
True

可迭代对象仅能为元组

isinstance() 函数的参数 classinfo 的值可以为包含一个或多个类型对象的元组，但这不意味着可以使用与元组同为 可迭代对象 的 列表 等数据类型。否则，Python 将抛出 TypeError 异常错误。

result = isinstance(1, [int, str])
print(result)

可能产生的 TypeError

在 isinstance 函数的 classinfo 参数不符合预期时，isinstance() 函数将抛出 TypeError 异常，但也存在例外。对此，请参考如下示例：

result = isinstance(1, (int, 1))
print(result)

执行效果

True

倘若将 isinstance() 函数的第二个参数 (int, 1) 中的内容的顺序修改为 (1, int)，则 Python 将为此抛出 TypeError 异常错误。
这是因为在通过 isinstance() 函数在进行类型检查时，isinstance() 函数会按照元组中的顺序逐个检查类型，一旦找到与 object 相匹配的类型对象，就返回 True。而如果在检查过程中遇到无效的类型，则将引发 TypeError 异常。

嵌套的元组

参数 classinfo 的值允许为多个类型对象组成的 元组，并且该元组中还能够嵌套元组。对此，请参考如下示例：

result = isinstance(1, (list, (str, (bool, (tuple | int)))))
print(result)

result = isinstance(1, (list, (str, (bool, (tuple | set)))))
print(result)

执行效果

True
False

type

在 Python 中，你可以向 type() 传入一个参数，该函数将返回该 参数所属的类对象。type() 函数可以帮助我们在 程序运行时确定对象的类型，从而采取相应的操作或逻辑。通过使用 type() 函数，我们可以 了解一个对象所属的具体类型，这对于调试、验证输入数据或处理不同类型的对象时非常有用。

type() 函数返回一个 类对象，表示对象所属的类或数据类型。类型信息，即类对象的字符串表示为 <class '类型'>，例如 <class 'int'> 表示整数类型。

举个栗子

# 自定义一个类，该类的名称为 MyClass
class MyClass:
    pass


# 实例化 MyClass() 得到 myClass 对象
myClass = MyClass()

# 将 MyClas 类对象的字符串形式输出至控制台中
print(myClass)

# 将 myClass 所属的类对象的字符串形式输出至控制台中
print(type(myClass))

# 将数值 1 所属的类对象的字符串形式输出至控制台中
print(type(1))

# type() 函数返回的值为一个类对象而非字符串
print(type(1) == "<class 'int'>")

执行效果

<__main__.MyClass object at 0x00000212CBAB5690>
<class '__main__.MyClass'>
<class 'int'>
False

isinstance() 与 type() 的区别

type() 与 isinstance() 函数一样，同样可以用于判断对象是否是由某一类对象实例化产生的。但也存在不同，type() 函数不考虑类的继承关系，而 isinstance() 函数会对此进行考虑。

class Grandpa:
    pass


class Father(Grandpa):
    pass


class Son(Father):
    pass


grandpa = Grandpa()
father = Father()
son = Son()

print(isinstance(son, Grandpa))
print(type(son) == Grandpa)

print(isinstance(son, Father))
print(type(son) == Father)

print(isinstance(son, Son))
print(type(son) == Son)

执行效果

True
False
True
False
True
True

上述代码定义了三个类：Grandpa、Father 和 Son，并建立了继承关系，即 Son 是 Father 的子类，而 Father 是 Grandpa 的子类。

接下来，使用 isinstance() 和 type() 函数进行类型检查，输出了一系列结果。

让我们逐个分析输出的结果和其原因：

  1. print(isinstance(son, Grandpa)) 输出 True，这是因为 Son 是 Grandpa 的子类的实例。因此，son 是 Grandpa 的实例。

  2. print(type(son) == Grandpa) 输出 False，这是因为 type(son) 的结果是 Son，而不是 Grandpa。type() 函数返回的是对象的实际类型，不会考虑继承关系。

  3. print(isinstance(son, Father)) 输出 True，这是因为 Son 是 Father 的子类的实例。因此，son 是 Father 的实例。

  4. print(type(son) == Father) 输出 False，这是因为 type(son) 的结果是 Son，而不是 Father。同样地，type() 函数返回的是对象的实际类型，不会考虑继承关系。

  5. print(isinstance(son, Son)) 输出 True，这是因为 son 是 Son 的实例。

  6. print(type(son) == Son) 输出 True，这是因为 type(son) 的结果是 Son。

根据以上的示例和结果，可以总结出 isinstance() 和 type() 函数的应用场景：

  • isinstance() 函数用于检查一个对象是否是指定类或其子类的实例。它会考虑继承关系，如果对象是指定类或其子类的实例，返回 True，否则返回 False。

  • type() 函数用于获取对象的实际类型，不考虑继承关系。它返回的是对象的实际类型，而不是对象所属的类或其父类。

在实际应用中，根据需求来选择使用 isinstance() 还是 type()。如果需要考虑继承关系，判断一个对象是否是指定类或其子类的实例，可以使用 isinstance()。如果只关心对象的实际类型，不考虑继承关系，可以使用 type()。

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